DE2624898A1 - MERCURY VAPOR LAMP - Google Patents

MERCURY VAPOR LAMP

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DE2624898A1
DE2624898A1 DE19762624898 DE2624898A DE2624898A1 DE 2624898 A1 DE2624898 A1 DE 2624898A1 DE 19762624898 DE19762624898 DE 19762624898 DE 2624898 A DE2624898 A DE 2624898A DE 2624898 A1 DE2624898 A1 DE 2624898A1
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cerium
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Mary Virginia Hoffman
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Description

QuecksiIberdampf-LampeMercury vapor lamp

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Hochdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampe, die mit einer besonderen Leuchtstoffmischung überzogen ist, um die Farbe des emittierten Lichtes zu verbessern, wenn eine Anregung durch die bei der QuecksiIberdampf-Entladung erzeugte UV-Strahlung erfolgt. Mehr im besonderen wird durch die vorliegende Erfindung eine kombinierte Verbesserung hinsichtlich der Leistungsabgabe der Lampe in Lumen und des Farbwiedergabe-Index der Lampe, verglichen mit üblichen Lampen, geschaffen, die entweder einen Leuchtstoff-Überzug aus einem Europium-aktivierten Yttriumvanadat-Phosphat allein oder einen solchen Leuchtstoff mit anderen bekannten farbkorrigierenden Leuchtstoffzusätzen verwenden.The present invention relates generally to a high pressure mercury vapor discharge lamp, which is coated with a special phosphor mixture to match the color of the emitted To improve the light, if an excitation is carried out by the UV radiation generated by the mercury vapor discharge. More in particular, the present invention provides a combined improvement in the output of the lamp in lumens and the color rendering index of the lamp, compared with conventional lamps, created either a fluorescent coating from a europium-activated yttrium vanadate phosphate alone or such a phosphor with other known ones Use color-correcting fluorescent additives.

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Die Bogenentladung in einer Hochdruck-Quecksilberdampf-Lampe nachfolgend abgekürzt HPMV-Lampe genannt - erzeugt Linien verschiedener Energie in den UV-blauen und gelben Bereichen des Spektrums. Die Hauptstrahlungen liegen bei 405, 436, 546 und 578 Nanometern (nm) im sichtbaren Spektrum sowie bei 254, 296 und 365 nm im ultravioletten Bereich. Da keine Strahlung im roten Bereich des Farbspektrums (bei etwa 6OO nm) abgegeben wird, sendet die HPMV-Lampe ein bläuliches Licht aus. Wegen dieser Abwesenheit roten Lichtes erscheinen die meisten farbigen Objekte, wenn sie mit einer solchen HPMV-Lampe beleuchtet werden, hinsientlieh der Farbwerte verfälscht. Dieser Nachteil des fehlenden Rotanteiles bei der Färbwiedergabe von HPMV-Lampen wurde sehr stark dadurch beseitigt, daß man die Innenseite des äußeren Kolbens mit einem rotes Licht emittierenden Leuchtstoff bedeckte, der durch die vom Quecksüberzogen erzeugte UV-Energie angeregt wurde. Die üblicherweise in HPMV-Lampen benutzten Rot-Leuchtstoffe sind Zinn-(II)-aktiviertes Strontiumorthophosphat, vgl. US-PS 3 110 68O, und Mangan-aktiviertes Magnesiumfluorogermanat, vgl. US-PS 2 748 303. Vor einigen Jahren haben auch Europium(III)-aktiviertes Yttriumvanadat und Europium-aktiviertes Yttriumvanadat-Phosphat ausgedehnte Anwendung als Leuchtstoffe in HPMV-Lampen gefunden (vgl. "Illuminating Engineering", Vol. 65, Nr. 1, Januar I97O, Seiten 49 - 53). Diese Leuchtstoffe emittieren im roten Teil (bei etwa 600 - 65O nm) des Farbspektrums und gestatten so die Herstellung einer farbkorrigierten Quecksilberdampf-Entladungslampe, doch sind die Farbtonwerte für χ und y zu weit von der Ortslinie des schwarzen Körpers (im Englischen "black body locus line") entfernt. In einer kürzlichen Lampenentwicklung wird die Farbkorrektur mit einer Mischung von Yttriumvanadat- oder Yttriumvanadat-Phosphat-Leuchtstoff vorgenommen, der Magnesiumfluorogermanat oder Magnesiumarsenat enthält und der als eine Schicht auf eine nicht lumineszierende Unterschicht aus Siliziurndioxyd, Titandioxyd, Magnesiumoxyd oder Aluminiumoxyd aufgebracht wird. Dieser Verbundüberzug soll eine Farbwiedergabe ähnlich der einer Glühlampe bei hoher Wirksamkeit haben.The arc discharge in a high pressure mercury vapor lamp follows abbreviated as HPMV lamp - creates lines of various Energy in the UV blue and yellow regions of the spectrum. The main radiations are at 405, 436, 546 and 578 nanometers (nm) in the visible spectrum as well as at 254, 296 and 365 nm in the ultraviolet range. Since there is no radiation in the If the red area of the color spectrum is emitted (at around 600 nm), the HPMV lamp emits a bluish light. Because Most colored objects appear to this absence of red light when illuminated with such an HPMV lamp are falsified according to the color values. This disadvantage the lack of red in the color rendering of HPMV lamps was very much eliminated by covering the inside of the outer bulb with a red light emitting Covered fluorescent material generated by the mercury coated UV energy was excited. The red phosphors commonly used in HPMV lamps are tin (II) activated Strontium orthophosphate, see U.S. Patent 3,110,680 and manganese activated Magnesium fluorogermanate, see U.S. Patent 2,748,303 some years also have europium (III) activated yttrium vanadate and europium-activated yttrium vanadate phosphate have found extensive use as phosphors in HPMV lamps (see "Illuminating Engineering", Vol. 65, No. 1, January I97O, Pages 49 - 53). These phosphors emit in the red part (at around 600-650 nm) of the color spectrum and thus allow the Manufacture of a color-corrected mercury vapor discharge lamp, but the hue values for χ and y are too far from the locus of the black body locus line "). In a recent lamp development, the color correction is carried out with a mixture of yttrium vanadate or made of yttrium vanadate phosphate phosphor containing magnesium fluorogermanate or magnesium arsenate and the as a layer on top of a non-luminescent underlayer from silicon dioxide, titanium dioxide, magnesium oxide or aluminum oxide is applied. This composite coating is said to have a color rendering similar to that of an incandescent lamp with high efficiency to have.

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Es ist auch die Verwendung eines Cer-aktivierten Yttriumaluminat-Leuchtstoffes als einzigem lumineszierendem überzug für HPMV-Lampen bekannt, vgl. DT-PS 2 250 231. Bei dieser bekannten Lampe erhält man mit der anregenden Strahlung bei 436 nm von der Quecksilberbogenentladung eine maximale Intensität bei einer Wellenlänge von etwa 5420 8 mit einer halben Weite von etwa 100 8, und diese Lampe wurde weiter Is eine zufriedenstellende Temperaturabhängigkeit aufweisend charakterisiert. Die chemische Zusammensetzung des Leuchtstoffmaterials nach der DT-PS 2 250 soll ein Verhältnis von Yttriumoxyd zu Aluminiumoxyd im Bereich von 1:5/3 bis 1:3 haben, wobei der Cer-Anteil im Bereich von 0,1 bis 7>5 Gew.-?, bezogen auf das Gesamtgewicht von Yttrium- und Aluminiumoxyd, variiert. Weiter soll dieses Leuchtstoffmaterial durch Glühen der Oxydmischung oder der entsprechenden Ausgangsmaterialien hierfür der wesentlichen Metallionen unter Verwendung eines Ammoniumchlorid-Flußmittels hergestellt worden sein.There is also the use of a cerium activated yttrium aluminate phosphor known as the only luminescent coating for HPMV lamps, see DT-PS 2 250 231. This is known Lamp is obtained with the stimulating radiation at 436 nm from of the mercury arc discharge has a maximum intensity at a wavelength of about 5420 8 with a half width of about 100 8, and this lamp has continued to be a satisfactory one Characterized having temperature dependence. The chemical composition of the phosphor material according to DT-PS 2 250 should have a ratio of yttrium oxide to aluminum oxide in the range from 1: 5/3 to 1: 3, the cerium content in the range of 0.1 to 7> 5% by weight, based on the total weight of yttrium and alumina, varies. Furthermore, this phosphor material should be made by annealing the oxide mixture or the corresponding Starting materials therefor of the essential metal ions have been prepared using an ammonium chloride flux be.

Es ist in der vorliegenden Erfindung überraschenderweise erkannt worden, daß ein Cer-aktivierter Yttriumaluminat-Leuchtstoff in besonderen Anteilen mit den üblichen rot-emittierenden Leuchtstoffen, die gewöhnlich in HPMV-Lampen verwendet werden, wie Europium-aktiviertem Yttriumvanadat und Europium-aktiviertem Yttriumvanadat-Phosphat, vermengt werden können, um die Farbwiedergabe der Lampe ohne eine merkliche Verringerung der Leistungsabgabe der Lampe in Lumen zu verbessern. Der erfindungsgemäße farbkorrigierende Leuchtstoffzusatz wird wirksam angeregt in seinem Hauptabsorptionsband im 420 - 460 nm-Bereich des sichtbaren Spektrums, wobei er einen Teil der 436 nm-Hg-Linie absorbiert, was erforderlich ist, um den Farbwiedergabe-Index zu verbessern. Die Emission im gelbgrünen Spektralbereich des erfindungsgemäßen Leuchtstoffzusatzes entspricht dem Bereich der maximalen Augenempfindlichkeit und dies trägt zur Leistungsabgabe der HPMV-Lampe in Lumen, die mit der erfindungsgemäßen Leuchtstoffmischungüberzogen ist, bei. Die spezielle Klasse Cer-aktivierter Yttriumaluminat-Leuchtstoffadditive, die eine solche zusammengesetzte Emission hervorbringen, sind bekanntIt is surprisingly recognized in the present invention that a cerium-activated yttrium aluminate phosphor in special proportions with the usual red-emitting phosphors, commonly used in HPMV lamps such as europium activated yttrium vanadate and europium activated Yttrium Vanadate Phosphate, can be blended to improve color rendering of the lamp without a noticeable reduction in the power output of the lamp in lumens. The inventive color-correcting phosphor additive is effectively excited in its main absorption band in the 420-460 nm range visible spectrum, being part of the 436 nm Hg line absorbs what is necessary to improve the color rendering index. The emission in the yellow-green spectral range of the The phosphor additive according to the invention corresponds to the range of maximum eye sensitivity and this contributes to the power output the HPMV lamp in lumens with the invention Phosphor mixture is coated at. The special class of cerium-activated yttrium aluminate phosphor additives that are a producing such composite emission are known

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und sie können durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben werden:and they can be represented by the following general formula:

^Cl-x)0^ A15°12 ·^ Cl-x) 0 ^ A1 5 ° 12

wobei χ einen etwaigen Wert im Bereich von 0,004 bis 0,020 hat. Die zusammengesetzte Emission wird mit einem Gemisch erhalten, das von einer geringen, aber wirksamen Menge bis zu etwa 30 Gewichts-% des LeuchtstoffZusatzes im Leuchtstoffgemisch mit einem rot-emittierenden Leuchtstoff enthält. Die besondere Leuchtstoffauswahl und die Anteile der Bestandteile können aufgrund der vorbestimmten erwünschten Spektralenergieverteilung im sichtbaren Bereich ermittelt werden. So verwendet z. B. ein besonders bevorzugtes Gemisch einen Europium-aktivierten Yttriumvanadat-Phosphat-Leuchtstoff zusammen mit dem genannten Cer-aktivierten Yttriumaluminat-Leuchtstoff, bei dem die Cer-Aktivatormenge im Bereich von 0,004 bis 0,010 variiert, um einen verbesserten Parbwiedergabe-Index und eine Lampenleistungsabgabe in Lumen bei den gewünschten Parbtonwerten für χ und y benachbart der bekannten Linie des schwarzen Körpers zu erzeugen. Die im Rahmen der vorliegenden Anmeldung genannten Parbwiedergabe-Indexwerte sind nach dem allgemein anerkannten C.I.E.-Verfahren gemessen. Demgemäß wurden auch die Farbtonwerte für χ und y, die in der vorliegenden Anmeldung angegeben sind, gemäß dem C.I.E.-Verfahren erhalten.wherein χ has any value in the range from 0.004 to 0.020. The composite emission is obtained with a mixture that of a small but effective amount up to about 30% by weight of the fluorescent additive in the fluorescent mixture contains a red-emitting phosphor. The particular phosphor selection and the proportions of the components can can be determined on the basis of the predetermined desired spectral energy distribution in the visible range. For example, B. a particularly preferred mixture of a europium-activated yttrium vanadate phosphate phosphor together with the aforementioned Cerium activated yttrium aluminate phosphor in which the cerium activator amount varied in the range of 0.004 to 0.010 for improved color rendering index and lamp power output in lumens at the desired color tone values for χ and y adjacent to the known blackbody line. Those mentioned in the context of the present application Parb rendering index values are measured according to the generally accepted C.I.E. method. The hue values also became accordingly for χ and y given in the present application, obtained according to the C.I.E. method.

In einer Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Quecksilberdampf-Lampe eine UV-reflektierende Unterschicht aus Aluminiumoxyd-Teilchen auf, welche den Farbwiedergabe-Index weiter verbessern kann, ohne die Leistungsabgabe der Lampe in Lumen merklich zu verringern. Das Aluminiumoxyd-Material umfaßt aus der Dampfphase gebildete sphärische Aluminiumoxyd-Teilchen mit einer Teilchengröße im Bereich von etwa 400 - 5000 8 Durchmesser, wobei diese Unterschicht mindestens 99 % der einfallenden Strahlung zerstreut und ein vernachlässigbarer Verlust an Leistungsabgabe in Lumen auftritt, wenn diese Unterschicht direkt auf die klare innere Oberfläche des äußeren Glaskolbens aufge-In one embodiment, the mercury vapor lamp according to the invention has a UV-reflecting sub-layer made of aluminum oxide particles, which can further improve the color rendering index without noticeably reducing the power output of the lamp in lumens. The alumina material comprises spherical alumina particles formed from the vapor phase with a particle size in the range of about 400-5000 8 diameter, this sub-layer dissipating at least 99% of the incident radiation and a negligible loss of power output in lumens when this sub-layer occurs directly on the clear inner surface of the outer glass bulb

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bracht wird. Die gleiche Art Aluminiumoxyd-Unterschicht sowie Verfahren zum Aufbringen in HPMV-Lampen sind in einer am gleichen Tage eingereichten anderen deutschen Patentanmeldung beschrieben, für welche die Priorität der US-Patentanmeldung Serial No. 583,961 vom 5. Juni 1975 in Anspruch genommen ist. Auf diese andere deutsche Patentanmeldung wird hiermit Bezug genommen. Nachfolgend wird die iirfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigen:is brought. Same type of alumina undercoat as well Methods for application in HPMV lamps are described in another German patent application filed on the same day, for which the priority of US patent application serial no. 583,961 of June 5, 1975 is claimed. Reference is hereby made to this other German patent application. The invention is described below with reference to the drawing explains. Show in detail:

Figur 1 eine HPMV-Entladungslampe mit einem einzigen Leuchtstoff-Überzug gemäß der vorliegenden Erfindung undFIG. 1 shows an HPMV discharge lamp with a single fluorescent coating according to the present invention and

Figur'2 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem Cer-Aktivatoranteil in den erfindungsgemäßen Leuchtstoffen unter Bezugnahme auf die spektrale Spitzenemission der Leuchtstoffadditive bei erhöhten Temperaturen beim Lampenbetrieb wiedergibt.Figure 2 is a graph showing the relationship between the cerium activator content in the inventive Phosphors with reference to the peak spectral emission of the phosphor additives at elevated temperatures when the lamp is operating.

Die Ausgangsmaterialien für die Oxyd- und Aktivator-Bestandteile in den erfindungsgemäßen farbkorrigierenden Leuchtstoffzusätzen können direkt die Oxyde sein oder irgendein Salz der wesentlichen Metallionen, das beim Erhitzen in die Oxyde umgewandelt werden kann. Es werden daher die Ausgangsmaterialien in Form homogener Mischungen oder zusammen ausgefällter Aufschlämmungen der wesentlichen Metallionen, wie der Oxyde, Oxalate oder Hydroxyde, verwendet, die weiter das Aktivatorelement zum Herstellen des Leuchtstoff-Zusatzes enthalten können. Aus den nachfolgenden Beispielen für die bevorzugten Ausfuhrungsformen der erfindungsgemäßen Leuchtstoffe ergibt sich weiter, daß ein Überschuß an Aluminiumoxyd im Phosphor keine nachteilige Wirkung auf die erwünschten Verbesserungen zu haben scheint. Es ist jedoch festgestellt worden, daß die Glühbedingungen bei der Herstellung des Leuchtstoffes die Helligkeit der Emission in der erfindungsgemäßen HPMV-Lampe beeinflussen können. Es ist demgemäß bevorzugt, das Glühen zur Herstellung des Leuchtstoffes bei etwa 1000 0C oder mehr in einer neutralen oder leicht reduzierenden Atmosphäre, wie StickstoffThe starting materials for the oxide and activator components in the color-correcting phosphor additives according to the invention can be directly the oxides or any salt of the essential metal ions which can be converted into the oxides on heating. The starting materials are therefore used in the form of homogeneous mixtures or jointly precipitated slurries of the essential metal ions, such as the oxides, oxalates or hydroxides, which can also contain the activator element for producing the phosphor additive. The following examples of the preferred embodiments of the phosphors according to the invention also show that an excess of aluminum oxide in the phosphor does not seem to have any adverse effect on the desired improvements. It has been found, however, that the glow conditions in the production of the phosphor can influence the brightness of the emission in the HPMV lamp according to the invention. Accordingly, it is preferred that the annealing for producing the phosphor is carried out at about 1000 ° C. or more in a neutral or slightly reducing atmosphere, such as nitrogen

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oder 1 % Wasserstoff oder eine Mischung von CO und C0„ enthaltendem Stickstoff, auszuführen. Ein solches Glühschema verstärkt die Emission um etwa 15 bis 50 %, je nach der jeweils vorhandenen Menge an Cer-Aktivator.or 1 % hydrogen or a mixture of nitrogen containing CO and CO 2. Such an annealing scheme increases the emission by about 15 to 50 %, depending on the amount of cerium activator present in each case.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen im einzelnen erläutert, in denen bevorzugte Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Leuchtstoffzusätze sowie die damit erhaltenen Ergebnisse bei Lampentests beschrieben sind.In the following, the invention is illustrated in detail by way of examples explained in which preferred processes for producing the phosphor additives according to the invention and those obtained therewith Results of lamp tests are described.

Beispiel 1example 1

Es wurde ein Leuchtstoffzusatz der allgemeinen Formel (γη QQCen ni)7Alr01o hergestellt, indem man das folgende Verfahren ausführte:A phosphor additive of the general formula ( γ η QQ Ce n ni ) 7 Alr0 1o was prepared by performing the following procedure:

Zur Herstellung des (YQ ngCeo Ql^2°3 wurden 10° S Y2°3 und 3,89 g Ce (NO..),· 6HpO in wäßriger HNO-. gelöst. Um eine gute Vermischung der Ausgangsmaterialien sicherzustellen, wurden Yttrium und Cer gemeins^n als Oxalate durch Zugabe einer Oxalsäurelösung ausgefällt, wobei die Oxalsäurelösung hergestellt war durch Auflösen von 200 g Oxalsäure in Wasser. Die ausgefällten Oxalate wurden getrocknet und mehrere Stunden bei etwa 100 0C in Luft geglüht, um sie unter Oxydbildung zu zersetzen. Zur Herstellung des Leuchtstoffes wurden 100 g des so erhaltenen (Y0 ggCe0 O1)2O3 mit 189,8 g Al2O3OH2O und 14,5 g NH^Cl-Plußmittel vermischt. Das Gemisch wur ie 4 Stunden in Luft bei einer Temperatur von etwa 1250 - 13OO 0C geglüht. Danach vermischte man das Produkt nochmals mit weiteren 14,5 g Ammoniumchlorid-Plußmittel und glühte nochmals in zugedeckten Trögen unter Anwendung des gleichen Glühschemas. Die Leuchtstoffmischung wurde zerrieben und nochmals bei einer Temperatur von 16OO 0C 5 Stunden in Luft geglüht. Nach nochmaligem Zermahlen wurde ein letztes Glühen bei 1000 0C in Stickstoff für 1-2 Stunden ausgeführt, wobei der Stickstoff 1 % Wasserstoff enthielt und ein Leuchtstoff der oben angegebenen chemischen Formel erhalten wurde, der 1,1 Mole überschüssiges Aluminiumoxyd enthielt.To prepare the (Y Q ng Ce o Ql ^ 2 ° 3 , 10 ° S Y 2 ° 3 and 3.89 g Ce (NO ..), · 6HpO were dissolved in aqueous HNO. To ensure good mixing of the starting materials , yttrium and cerium shared ^ n precipitated as oxalates by addition of an oxalic acid solution, wherein the oxalic acid solution was prepared by dissolving 200 g of oxalic acid in water. the precipitated oxalates were dried and calcined for several hours at about 100 0 C in air to them under To produce the phosphor, 100 g of the (Y 0 gg Ce 0 O1 ) 2 O 3 obtained in this way were mixed with 189.8 g of Al 2 O 3 OH 2 O and 14.5 g of NH 4 Cl-plus mixture WUR ie 4 hours in air at a temperature of about 1250 - 13OO 0 C annealed Thereafter was mixed the product again with further 14.5 g of ammonium chloride Plußmittel and annealed again in fed covered troughs using the same Glühschemas the phosphor mixture was triturated.. and again at a temperature of 16000 Annealed in air at 0 C for 5 hours. After repeated grinding, a final glow was carried out at 1000 ° C. in nitrogen for 1-2 hours, the nitrogen containing 1% hydrogen and a phosphor of the chemical formula given above being obtained which contained 1.1 moles of excess aluminum oxide.

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Beispiel 2Example 2

Zur Herstellung der in Beispiel 1 angegebenen Leuchtstoffzusammensetzung wurde ein anderes Verfahren angewandt, wobei dieser Leuchtstoff ohne überschüssiges Aluminiumoxyd erhalten wurde.For the production of the phosphor composition given in Example 1 Another procedure was used to obtain this phosphor without excess alumina.

Hierzu wurden 22,3 g Yttriumoxyd zusammen mit 0,868 g Ce(NO,), •6HpO und 126 g Al(NO,),'9HpO unter gleichzeitiger Verwendung einer geeigneten Mineralsäure, wie Chlorwasserstoffsäure oder Salpetersäure, in Wasser gelöst. Durch Zugabe von Ammoniumhydroxyd bis zur vollständigen Ausfällung bei einem pH-Wert von etwa 6 oder mehr wurde ein Hydroxyd-iJiederschlag erhalten. Dieser wurde filtriert, getrocknet und bei 600 0C in Luft für 1 oder 2 Stunden erhitzt, um die erwünschte Oxydmischung zu bilden. Diese Mischung wurde dann kugelgemahlen und bei etwa l600 0C 5 Stunden in Luft geglüht und die Leuchtstoffmischung danach nochmals 1 bis 2 Stunden bei 1000 0C in Stickstoff, der 1 % Wasserstoff enthielt, geglüht, um ein im wesentlichen stöchiometrisches Leuchtstoffprodukt zu erhalten.To this end, 22.3 g of yttrium oxide were dissolved in water together with 0.868 g of Ce (NO,), 6HpO and 126 g of Al (NO,), 9HpO while using a suitable mineral acid such as hydrochloric acid or nitric acid. A hydroxide precipitate was obtained by adding ammonium hydroxide until precipitation was complete at a pH of about 6 or more. This was filtered, dried and heated at 600 0 C in air for 1 or 2 hours, to form the desired oxide mixture. This mixture was then ball-milled and calcined 5 hours in air at about l600 0 C and the phosphor mixture then again for 1 containing up to 2 hours at 1000 0 C in nitrogen containing 1% hydrogen, annealed, to obtain a substantially stoichiometric fluorescent product.

In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse von Lampentests gezeigt, in denen ansonsten übliche 400 Watt HPMV-Lampen benutzt wurden, in denen man verschiedene Gewichtsprozentmengen des erfindungsgemäßen Phosphorzusatzes, wie er gemäß Beispiel 1 hergestellt wurde, anwendete. Es wurden zu Vergleichs zwecken auch Versuche mit der Lampe ausgeführt, die einen Leuchtstoffüberzug aus Europium-aktiviertem Yttriumvanadat-Phosphat allein sowie in Kombination mit der aufgedampften Aluminiumoxyd-Unterschicht aufwies.The following table shows the results of lamp tests in which otherwise conventional 400 watt HPMV lamps are used were, in which different percentages by weight of the phosphorus additive according to the invention, as described in Example 1 was made, applied. For comparison purposes, tests were also carried out with the lamp which had a fluorescent coating from europium activated yttrium vanadate phosphate alone as well as in combination with the vapor-deposited aluminum oxide sub-layer.

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TabelleTabel

Gewichts-?Weight-? Gewicht desWeight of LeistungsPerformance Farb-Color EmissionsEmissions yy (YOj99CeOjO1)3 (Y Oj99 Ce OjO1 ) 3 ÜberzugesCoating abgabedelivery wieder-again- farbecolour 0,3840.384 in Grammin grams in Lumenin lumens gabe-gift 0,39350.3935 A15°12 A1 5 ° 12 pro Kolbenper flask pro Wattper watt indexindex XX 0,40450.4045 OO 3,6 (1)3.6 (1) 52,0652.06 40,740.7 0,4070.407 0,41250.4125 55 11 (D 11 (D 51,851.8 42,542.5 0,40950.4095 0,3830.383 1010 " (D"(D 50,050.0 49,749.7 0,41950.4195 0,38950.3895 1515th " (D"(D 51,151.1 49,249.2 0,4240.424 0,3980.398 00 3,63.6 51,551.5 0,4030.403 0,40450.4045 55 52,452.4 0,40550.4055 0,38250.3825 1010 titi 53,653.6 0,41150.4115 0,3890.389 1515th 1111 53,253.2 0,41650.4165 0,39450.3945 00 2,4 (1)2.4 (1) 56,056.0 ________ 0,40150.4015 0,39450.3945 55 " (D"(D 56,3556.35 0,40350.4035 0,3800.380 1010 11 (D 11 (D 56,0556.05 0,4090.409 0,38550.3855 1515th " (D"(D 55,955.9 0,40550.4055 0,3900.390 00 2,42.4 57,157.1 34,334.3 0,39750.3975 0,3980.398 55 IlIl 56,156.1 42,742.7 0,40150.4015 1010 (I(I. 54,4554.45 48,748.7 0,4040.404 1515th titi 56,456.4 47,147.1 0,4100.410

(1) wies eine aufgedampfte Aluminiumoxyd-Unterschicht auf.(1) had an evaporated alumina undercoat.

Aus den obigen Ergebnissen ergibt sich, daß die Einbringung des (Y0 gq^eo 01N Al1-O -Zusatzes zu einer Parbverschiebung mit steigenden Werten von χ und y führt. Diese Verschiebung führt dazu, daß sich die Lampenfarbe von unterhalb der Linie des schwarzen Körpers zu nahe der oder über diese Linie bewegt, was zu einer Verbesserung des Farbwiedergabe-Index führt und einer erwünschten Abnahme der Lampen-Farbtemperatur. Die Leistungsabgabe der Lampe wird bei Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzes beibehalten oder verbessert. Die angegebenen Farbwiedergabe-Indexwerte wurden aus Spektralverteilungskurven ermittelt, die bei einer Brennzeit von 1 Stunde aufgenommen wurden.From the above results it can be seen that the introduction of the (Y 0 gq ^ e o 01N Al 1 -O -addition leads to a Parb shift with increasing values of χ and y. This shift causes the lamp color to change from below the line of the black body moves too close to or above this line, which leads to an improvement in the color rendering index and a desired decrease in the lamp color temperature. The power output of the lamp is maintained or improved when the additive according to the invention is used. The stated color rendering index values were determined from spectral distribution curves recorded with a burning time of 1 hour.

In Figur 1 ist eine HPMV-Lampe 11 gezeigt, die ein Bogenentladungsrohr 12 aus Quarz umfaßt, das in einer äußeren Glasumhüllung oder einem Lampenglaskolben 13 eingeschlossen ist, der einen Schraubsockel 14 aufweist. Das Bogenentladungsrohr ist mit den Hauptelektroden 15 und 16 an den beiden Enden versehen sowie mit einer Hilfselektrode 17, die benachbart der Haupt-FIG. 1 shows an HPMV lamp 11 which has an arc discharge tube 12 comprised of quartz, which is enclosed in an outer glass envelope or a lamp glass envelope 13, the has a screw base 14. The arc tube is provided with the main electrodes 15 and 16 at the two ends and with an auxiliary electrode 17, which is adjacent to the main

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elektrode 15 angeordnet ist. Die die Entladung aufrechterhaltende Füllung in diesem Bogenentladungsrohr besteht aus einer abgemessenen Menge Quecksilber, das während des Betriebes vollständig verdampft ist und zusammen mit einem inerten Startgas, wie Argon, vorhanden ist, wobei diese Bestandteile üblich sind in solchen Lampen. Das Bogenentladungsrohr ist mittels eines Rahmens innerhalb der äußeren Umhüllung abgestützt, der einen einzigen Seitenstab 18 und Metallstreifen 19 umfaßt. Der Rahmen dient auch als Leiter zwischen der Elektrode 16 und der Sockelwand. Ein anderer Leiter 20 verbindet die andere Elektrode 15 zum zentralen Kontakt des Sockels. Die Start- bzw. Zündelektrode 17 ist am gegenüberliegenden Ende des Bogenentladungsrohres mit der Hauptelektrode 16 über einen strombegrenzenden Widerstand in bekannter Weise verbunden. Ein Leuchtstoff-überzug 22 gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Anwendung eines üblichen Verfahrens aus einer flüssigen Suspension der Leuchtstoffteilchen aufgebracht. Dieser Leuchtstoff-Überzug kann über eine aufgedampfte reflektierende Aluminiumoxyd-Unterschicht (nicht dargestellt in der Zeichnung) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebracht sein.electrode 15 is arranged. The charge sustaining charge in this arc tube consists of a metered charge Amount of mercury that has completely evaporated during operation and together with an inert starting gas, such as Argon, which components are common in such lamps. The arc tube is by means of a frame supported within the outer envelope which comprises a single side rod 18 and metal strip 19. The frame also serves as a conductor between the electrode 16 and the base wall. Another conductor 20 connects the other electrode 15 to the central contact of the base. The starting or ignition electrode 17 is at the opposite end of the arc discharge tube the main electrode 16 is connected in a known manner via a current-limiting resistor. A phosphor coating 22 according to FIG the present invention is carried out using a conventional Process from a liquid suspension of the phosphor particles upset. This fluorescent coating can be coated over a vapor-deposited reflective aluminum oxide sub-layer (not shown in the drawing) according to a preferred embodiment of the present invention.

Die Wirkung des Cer-Aktivatoranteils in dem (Y1- Ce ),AIj-O10 auf die Emissionsintensität bei 300 C für das erfindungsgemäße färbkorrigierende Leuchtstoffadditiv ist in Figur 2 gezeigt. Die zur Errechnung dieser Werte gemessene Leuchtstoffemission war die Spitzenemission, die erhalten wurde, wenn der Leuchtstoff auf 300 0C erhitzt und mit 436-nm-Strahlung angeregt wurde. Aus den Werten, die auf diese Weise erhalten wurden, ergibt sich, daß die optimale Cer-Konzentration bei χ = 0,005 liegt, die die höchste Spitzenemission bei Betriebstemperaturen von 300 0C erzeugt, wie sie üblicherweise beim Betrieb in HPMV-Lampen vorkommen.The effect of the cerium activator content in the (Y 1- Ce), Alj-O 10 on the emission intensity at 300 ° C. for the color-correcting phosphor additive according to the invention is shown in FIG. The phosphor emission measured to calculate these values was the peak emission that was obtained when the phosphor was heated to 300 ° C. and excited with 436 nm radiation. From the values obtained in this manner, it follows that the optimum cerium concentration at χ = is 0.005, which produces the highest peak emission at operating temperatures of 300 0 C as commonly occur during the operation in HPMV lamps.

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Claims (12)

PatentansprücheClaims 1. Hochdruck-Quecksilberdampf-Lampe mit einer inneren Entladungs-Baueinheit, die ein Bogenentladungsrohr einschließt, das eine Quecksilberfüllung enthält sowie einen transparenten äußeren Kolben aufweist, der die Entladungs-Baueinheit umgibt und im Abstand davon angeordnet ist und wobei ein Leuchtstoff-Überzug auf der inneren Oberfläche des äußeren Kolbens aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Leuchtstoff ein Gemisch eines rot-emittierenden Leuchtstoffes mit bis zu 30 Gew.-% eines Cer-aktivierten Yttriumaluminat-Leuchtstoffes ist.1. A high pressure mercury vapor lamp with an inner discharge assembly including an arc tube containing a mercury filling and a transparent outer envelope surrounding and spaced from the discharge assembly and with a fluorescent coating on the inner surface of the outer piston is mounted, characterized in that the phosphor is a mixture of a red-emitting phosphor having up to 30 wt -.% of a cerium-activated yttrium aluminate phosphor is. 2. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Cer-aktivierte Yttriumaluminat-Leuchtstoff die folgende allgemeine Formel hat:2. Lamp according to claim 1, characterized in that the cerium-activated yttrium aluminate phosphor has the following general formula: ^(1-X)06X)3 A15°12 · worin χ einen Wert im Bereich von 0,004 bis 0,020 hat.^ (1-X) 06 X) 3 A1 5 ° 12 where χ has a value in the range from 0.004 to 0.020. 3. Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß χ einen Wert im Bereich von 0,004 bis 0,005 hat.3. Lamp according to claim 2, characterized in that χ has a value in the range of 0.004 up to 0.005. 4. Lampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Gewichtsprozentanteil des Cer-aktivierten Yttriumaluminat-Leuchtstoffes in der Leuchtstoffmischung im Bereich von 5 bis 30 liegt.4. Lamp according to claim 2, characterized in that the weight percentage of the Cerium-activated yttrium aluminate phosphor in the Phosphor mixture in the range from 5 to 30 is. 5. Lampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Leuchtstoff mischung eine Mischung des Cer-aktivierten Yttriumaluminat-Leuchtstoffes mit Europium-aktiviertem Yttriumvanadat-Phosphat-Leuchtstoff ist.5. Lamp according to claim 1, characterized in that the phosphor mixture is a Mixture of cerium-activated yttrium aluminate phosphor with europium-activated yttrium vanadate phosphate phosphor is. 609850/0337609850/0337 6. Hochdruck-Quecksilberdampf-Lampe mit einer inneren Entladungs-Baueinheit, die ein Bogenentladungsrohr einschließt, das ein Paar im Abstand voneinander angeordneter Hauptelektroden aufweist sowie eine Hilfselektrode, die benachbart der einen Hauptelektrode angeordnet ist, die eine Füllung aus Quecksilber und einem Inertgas enthält, und wobei ein transparenter äußerer Kolben die Entladungs-Baueinheit umgibt und im Abstand davon angeordnet ist und auf der inneren Oberfläche des äußeren Kolbens ein Leuchtstoff-Überzug aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Leuchtstoff eine Mischung eines Europium-aktivierten Yttriumvanadat-Phosphat-Leuchtstoffes und von 5 bis 30 Gew.-%3 bezogen auf die Leuchtstoffmischung, eines Cer-aktivierten Yttriumaluminat-Leuchtstoffes der folgenden allgemeinen Formel ist:6. A high pressure mercury vapor lamp having an internal discharge assembly that includes an arc tube having a pair of spaced apart main electrodes and an auxiliary electrode adjacent to one main electrode containing a filling of mercury and an inert gas; and wherein a transparent outer envelope surrounds and is spaced from the discharge assembly and a phosphor coating is applied to the inner surface of the outer envelope, characterized in that the phosphor is a mixture of a europium-activated yttrium vanadate phosphate phosphor and from 5 to 30% by weight of 3, based on the phosphor mixture, of a cerium-activated yttrium aluminate phosphor of the following general formula: (YM νCe ), Al1-O19 , worin χ einen Wert im Bereich von 0,004 bis 0,020 hat.(Y M νCe), Al 1 -O 19 , wherein χ has a value in the range from 0.004 to 0.020. 7. Lampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Cer-aktivierte Yttriumaluminat-Leuchtstoff einen Überschuß an Aluminiumoxyd enthält.7. Lamp according to claim 6, characterized in that the cerium-activated yttrium aluminate phosphor contains an excess of aluminum oxide. 8. Hochdruck-Quecksilberdampf-Lampe mit einer inneren Entladungs-Baueinheit, die ein Bogenentladungsrohr einschließt, das eine Quecksilberfüllung enthält, und ein transparenter äußerer Glaskolben die Entladungs-Baueinheit umgibt und im Abstand davon angeordnet ist und auf der inneren Oberfläche des äußeren Kolbens ein Leuchtstoff-Überzug aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Leuchtstoff eine Mischungsschicht aus einem rot-emittierenden Phosphor mit bis zu 30 Gew.-/» eines Cer-aktivierten Yttriumaluminat-Leuchtstoffes ist, der über einer UV-reflektierenden Unterschicht aus Aluminiumoxyd aufgebracht ist, wobei die Aluminiumoxyd-Unterschicht aus aufgedampften sphärischen Aluminiumoxyd-Teilchen besteht, die eine Teilchengröße im Bereich von 400 bis 5000 8 Durchmesser haben,8. High pressure mercury vapor lamp with an internal discharge assembly, which includes an arc tube containing a mercury fill and a transparent one outer glass bulb surrounds the discharge assembly and in the Is spaced therefrom and a fluorescent coating is applied to the inner surface of the outer bulb, characterized in that the A mixture layer of a red-emitting phosphor Phosphor with up to 30 wt .- / »of a cerium-activated yttrium aluminate phosphor, which is above a UV-reflective Underlayer made of aluminum oxide is applied, with the aluminum oxide underlayer made of vapor-deposited spherical aluminum oxide particles, which have a particle size in the range from 400 to 5000 8 in diameter, 6Ό9850/03376Ό9850 / 0337 und die Unterschicht mindestens 99 % der einfallenden Strahlung zerstreut und einen vernachlässigbaren Leistungsabgabeverlust in Lumen verursacht, wenn sie direkt auf die klare innere Oberfläche des äußeren Glaskolbens aufgebracht ist.and the sublayer dissipates at least 99 % of the incident radiation and causes negligible loss of power output in lumens when applied directly to the clear inner surface of the outer glass envelope. 9. Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Aluminiumoxyd-Unterschicht eine Dicke aufweist, die eine selektive UV-Reflexion ohne beträchtliche Verringerung der Durchlässigkeit des sichtbaren Lichtes bewirkt.9. Lamp according to claim 8, characterized that the aluminum oxide sub-layer has a thickness that allows selective UV reflection without significantly reducing the transmission of the visible Causes light. 10. Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Cer-aktivierte Yttriumaluminat-Leuchtstoff die folgende allgemeine Formel hat:10. Lamp according to claim 8, characterized in that the cerium-activated yttrium aluminate phosphor has the following general formula: ^Cl-X)1V3 A15°12 > worin χ einen Wert im Bereich von 0,004 bis 03020 hat.^ Cl-X) 1 V 3 A1 5 ° 12> where χ has a value in the range from 0.004 to 0 3 020. 11. Lampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß χ einen Wert im Bereich von 0,004 bis 0,005 hat.11. The lamp according to claim 10, characterized in that χ has a value in the range of 0.004 up to 0.005. 12. Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Anteil des Cer-aktivierten Yttriumaluminat-Leuchtstoffes in der Mischung im Bereich von 5 bis' 30 Gew.-% variiert.12. The lamp according to claim 8, characterized in that the proportion of the cerium-activated yttrium aluminate phosphor in the blend in the range of 5 to '30 wt -.% Varied. 13- Lampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstoff-Mischung eine Mischung aus Cer-aktiviertem Yttriumaluminat-Leuchtstoff und Europium-aktiviertem Yttriumvanadat-Phosphat-Leuchtstoff ist.13- lamp according to claim 8, characterized in that that the phosphor mixture is a Mixture of cerium-activated yttrium aluminate phosphor and europium-activated yttrium vanadate phosphate phosphor is. 609850/0337609850/0337
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